JP6960848B2

JP6960848B2 - グロープラグ

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Publication number: JP6960848B2
Application number: JP2017249216A
Authority: JP
Inventors: 誠江尻; 紘文岡田
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Priority date: 2017-04-24
Filing date: 2017-12-26
Publication date: 2021-11-05
Anticipated expiration: 2037-12-26
Also published as: JP2018185131A

Description

本発明はグロープラグに関する。

近年、ディーゼルエンジンの排ガス規制の強化に伴い、グロープラグの高温化が要求されている。そこで、高温化を達成するために、Ｗ（タングステン）を主成分とする発熱体を筒状体（チューブ）内に備えたグロープラグが提案されている（特許文献１参照）。

国際公開第２０１４／２０６８４７号

しかし、特許文献１のグロープラグでは、個体間での温度性能がばらつく虞があった。これは、発熱体の材料の主成分として用いられるタングステン（Ｗ）が、抵抗比（発熱体の２０℃における抵抗値に対する１０００℃における抵抗値の比）が大きいことに起因している。発熱体における常温時での個体間の抵抗値にばらつきが生じていると、発熱体におけるグロープラグ通電時の個体間の抵抗値のばらつきがより大きくなり、その結果、個体間での温度性能がばらついてしまうことがあった。

ところで、特許文献１のグロープラグでは、筒状体の先端の溶融部内に発熱体が挿入されて両者が接合されている。この際、溶融部内に挿入される発熱体の量が個体間でばらつくと、発熱体における常温時での個体間の抵抗値にばらつきが生じてしまうことがあった。特に、グロープラグを製造する際、筒状体の先端を溶融凝固させて、溶融部内に発熱体を固定する。このとき、筒状体の溶ける量がばらつくと、溶融部内に挿入される発熱体の挿入量が個体間でばらつく場合がある。
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、個体間で温度性能のばらつきを低減させることを目的とする。

（１）本発明の一形態によれば、
先端が溶融部にて閉塞された筒状体と、
前記筒状体の内側に配置されたコイル状でＷを主成分とする発熱体と、を備えるグロープラグであって、
前記発熱体の先端部は、前記溶融部内に挿入されて、前記筒状体と接合されており、
前記グロープラグを、前記グロープラグの軸線に沿うように切断した切断面において、
前記溶融部内に少なくとも一部が配置されつつ、前記軸線の一方側に配された前記発熱体の断面のうち最後端に位置する断面を第１発熱体断面とし、
前記溶融部外に配置され、前記軸線の一方側に配された前記発熱体の断面のうち最先端に位置する断面を第２発熱体断面とし、
前記溶融部外に配置され、前記軸線の一方側に配された前記発熱体の断面のうち前記第２発熱体断面の１つ後ろ側に位置する断面を第３発熱体断面とした場合に、
前記第１発熱体断面の最後端と前記第２発熱体断面の最先端との前記軸線の方向における距離Ａは、前記第２発熱体断面の最後端と前記第３発熱体断面の最先端との前記軸線の方向における距離Ｂより大きいことを特徴とする。

本発明の一形態によれば、距離Ａを距離Ｂよりも大きくしている。つまり、距離Ａを広げ、この距離Ａの間に、溶融部の後端面が配される構成とされている。従って、例えば、筒状体の溶ける量がばらついて、溶融部の後端面の位置が多少前後したとしても、この後端面の位置を第１発熱体断面と第２発熱体断面のコイル間に確実に入れることができる。よって、溶融部内に発熱体の先端部の所定の量だけを確実に挿入することができ、発熱体における常温時での個体間の抵抗値のばらつきを抑制することができる。従って、個体間の温度性能のばらつきが低減される。
なお、「第１発熱体断面」は、溶融部内に少なくとも一部が配置されていればよく、第１発熱体断面全体が溶融部内に配置されていても良いし、第１発熱体断面の一部が溶融部内に配置されていても良い。

（２）前記距離Ａと前記距離Ｂが、
１．３０≦Ａ／Ｂ≦４．００の関係式を満たす（１）に記載のグロープラグとすることができる。

上記関係式を満たすと、グロープラグの昇温性能を十分に確保しつつ、発熱体における常温時での個体間の抵抗値のばらつきを抑制することができる。

（３）前記断面において、前記溶融部内に配置されつつ、前記軸線の一方側に配された前記発熱体の断面のうち前記第１発熱体断面の１つ先端側に位置する断面を第４発熱体断面とした場合に、前記第４発熱体断面の最後端と前記第１発熱体断面の最先端との前記軸線の方向における距離Ｃ（Ｃ＝０を含む）は、前記距離Ｂ以下である（１）又は（２）に記載のグロープラグとすることができる。

第４発熱体断面と第１発熱体断面の距離Ｃを、距離Ｂ以下とすることで、発熱体先端から筒状体表面までの肉厚を確保することができる。よって、筒状体が摩耗した際の発熱体の露出を抑制することできる。
この形態のグロープラグでは、温度性能のばらつきの低減と、耐久性の向上を両立できる。
なお、ここで、「Ｃ＝０」とは、第４発熱体断面の最後端と第１発熱体断面の最先端は、軸線の方向における位置が同一であることを意味する。

（４）前記切断面において、前記溶融部内に配置されつつ、前記軸線の一方側に配された前記発熱体の断面のうち前記第１発熱体断面の１つ先端側に位置する断面を第４発熱体断面とし、
前記第４発熱体断面の径方向の最外側部が、前記第１発熱体断面の径方向の最内側部よりも内側に位置しており、
前記第４発熱体断面の最後端が前記第１発熱体断面の最先端よりも後端側に配置されている（１）又は（２）に記載のグロープラグとすることができる。

第４発熱体断面の最後端を、第１発熱体断面の最先端よりも後端側に配置することで、発熱体先端から筒状体表面までの肉厚を確保することができる。よって、筒状体が摩耗した際の発熱体の露出を抑制することできる。
この形態のグロープラグでは、温度性能のばらつきの低減と、耐久性の向上を両立できる。

グロープラグを示す図である。シースヒータの詳細な構成を示す断面図である。シース管の先端部付近の断面図である。グロープラグの製造方法を示すフローチャートである。ステップＳ２０における溶接工程を示す説明図である。他の実施形態のステップＳ２０における溶接工程を示す説明図である。他の実施形態のシース管の先端部付近の断面図である。

１．グロープラグ
図１は、グロープラグ１０を示す図である。グロープラグ１０は、熱を発生させるシースヒータ（発熱装置）８００を備え、ディーゼルエンジンを始めとする内燃機関（図示せず）の始動時における点火を補助する熱源として機能する。グロープラグ１０は、シースヒータ８００の他、中軸２００と、主体金具５００とを主に備える。これらグロープラグ１０を構成する部材は、グロープラグ１０の軸線方向ＯＤに沿って組み付けられている。図１では、軸線Ｏから紙面右側に外観構成を図示し、軸線Ｏから紙面左側に断面構成を図示した。なお、本明細書では、グロープラグ１０におけるシースヒータ８００側を「先端側」と呼び、係合部材１００側を「後端側」と呼ぶ。

主体金具５００は、炭素鋼を筒状に成形した部材である。主体金具５００は、先端側の端部においてシースヒータ８００を保持する。また、主体金具５００は、後端側の端部において絶縁部材４１０及びＯリング４６０を介して中軸２００を保持する。絶縁部材４１０の軸線Ｏに沿った位置は、絶縁部材４１０の後端に接するリング３００が中軸２００に加締められることで固定される。さらに、主体金具５００の軸孔５１０内には、絶縁部材４１０からシースヒータ８００に至る中軸２００の部位が配置される。軸孔５１０は、軸線Ｏに沿って形成された貫通孔であり、中軸２００よりも大きな径を有する。軸孔５１０に中軸２００が位置決めされた状態で、軸孔５１０と中軸２００との間には、両者を電気的に絶縁する空隙が形成される。また、軸孔５１０の先端側には、シースヒータ８００が圧入されて接合されている。さらに、主体金具５００は、工具係合部５２０と、雄ネジ部５４０とを備える。主体金具５００の工具係合部５２０は、グロープラグ１０の取り付け及び取り外しに用いられる工具（図示せず）に係合する。雄ネジ部５４０は、内燃機関（図示せず）に形成された雌ネジに嵌り合う。

中軸２００は、導電材料で円柱状（棒状）に成形された部材である。中軸２００は、主体金具５００の軸孔５１０に挿入された状態で軸線Ｏに沿って組み付けられる。中軸２００は、先端側に形成された先端部２１０と、後端側に設けられた雄ネジ部２９０とを備える。先端部２１０は、シースヒータ８００の内部に挿入される。雄ネジ部２９０は、主体金具５００から後端側に突出している。雄ネジ部２９０には、係合部材１００が嵌り合う。

図２は、シースヒータ８００の詳細な構成を示す断面図である。シースヒータ８００は、シースヒータ８００の内部に中軸２００の先端部２１０が挿入された状態で、主体金具５００の軸孔５１０内に圧入され接合されている。シースヒータ８００は、シース管８１０と、発熱コイル８２０と、後端コイル８３０と、絶縁体８７０とを備える。発熱コイル８２０のことを「先端コイル」とも呼ぶ。発熱コイル８２０は、本発明のコイル状の発熱体に相当する。

シース管８１０は、軸線方向ＯＤに延び、先端が閉じられた筒状部材であり、本発明の筒状体に相当する。シース管８１０は、発熱コイル８２０と、後端コイル８３０と、絶縁体８７０と、を内包する。シース管８１０は、軸線方向ＯＤに延びる側面部８１４と、側面部８１４の先端側に接続し、外側に向けて丸く形成された先端部８１３と、先端部８１３とは反対側に開口した端部である後端部８１９とを備える。この後端部８１９からシース管８１０の内部に中軸２００の先端部２１０が挿入されている。シース管８１０は、パッキン６００及び絶縁体８７０によって中軸２００と電気的に絶縁される。一方、シース管８１０は、主体金具５００と接触して電気的に接続されている。シース管８１０は、例えば、鉄（Ｆｅ）とクロム（Ｃｒ）と炭素（Ｃ）とを含有するオーステナイト系ステンレス材料や、インコネル６０１（「ＩＮＣＯＮＥＬ」は登録商標）、Ａｌｌｏｙ６０２（ドイツ工業規格（ＤＩＮ）で規定されたＤＩＮ２．４６３３合金に相当）といったニッケル（Ｎｉ）基合金によって形成されている。

絶縁体８７０は、電気絶縁性を有する絶縁材料の粉末により形成されている。絶縁体８７０としては、例えば、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の粉末が用いられる。絶縁体８７０は、シース管８１０が中軸２００、発熱コイル８２０、及び後端コイル８３０を内包することによって、シース管８１０内に形成された隙間に充填（配置）され、その隙間を電気的に絶縁する。

発熱コイル８２０は、シース管８１０の内側に軸線方向ＯＤに沿って配置され、通電によって発熱する。発熱コイル８２０は、先端側のコイル端部である先端部８２２と、後端側のコイル端部である後端部８２９とを備える。先端部８２２は、シース管８１０の先端部８１３内に位置しており、シース管８１０と電気的に接続される。後端部８２９は、発熱コイル８２０と後端コイル８３０とが溶接されることによって形成された接続部８４０を介して、後端コイル８３０と電気的に接続される。発熱コイル８２０の主成分は、タングステン（Ｗ）である。なお、主成分とは、含有率（質量％）が５０質量％以上の物質をいう。また、発熱コイル８２０におけるタングステン（Ｗ）の含有率は、９９質量％以上であることがより好ましい。
発熱コイル８２０の線径は特に限定されないが、好ましくは０．１ｍｍ〜０．２５ｍｍである。

後端コイル８３０は、先端側のコイル端部である先端部８３１と、後端側のコイル端部である後端部８３９とを備える。先端部８３１は、発熱コイル８２０の後端部８２９に溶接されることにより発熱コイル８２０と電気的に接続される。後端部８３９は、中軸２００の先端部２１０に接合されることにより中軸２００と電気的に接続される。後端コイル８３０は、例えば、ニッケル（Ｎｉ）−クロム（Ｃｒ）合金や、鉄（Ｆｅ）−クロム（Ｃｒ）−アルミニウム（Ａｌ）合金により形成されている。

なお、急速昇温性を確保する観点から、グロープラグ１０の２０℃における抵抗値Ｒ_２０は、０．６（Ω）以下であることが好ましい。グロープラグ１０の２０℃における抵抗値Ｒ_２０とは、本実施形態では、発熱コイル８２０の２０℃における抵抗値と、後端コイル８３０の２０℃における抵抗値との合計値である。本実施形態では、グロープラグ１０の２０℃における抵抗値Ｒ_２０は、０．４（Ω）である。また、本実施形態では、発熱コイル８２０の２０℃での抵抗値Ｒ１_２０に対する１０００℃での抵抗値Ｒ１_１０００の比である抵抗比Ｒ１と、後端コイル８３０の２０℃での抵抗値Ｒ２_２０に対する１０００℃での抵抗値Ｒ２_１０００の比である抵抗比Ｒ２とは、Ｒ１＞Ｒ２の関係にある。

図３は、シース管８１０の先端部８１３付近の断面図である。シース管８１０は、先端が溶融部８９１にて閉塞されている。
図３は、グロープラグ１０を、グロープラグの軸線Ｏに沿いつつ、溶融部８９１内の発熱コイル８２０の断面が軸線Ｏを中心線とした両側に同数現れるように切断した切断面を示している。図３においては、軸線Ｏよりも右側を一方側とし、軸線Ｏよりも左側を他方側とする。図３では、溶融部８９１内の両側にそれぞれ２つの断面が現れている。図３には、軸線Ｏを通る位置において切断された発熱コイル８２０と、シース管８１０と、絶縁体８７０と、が示されている。
シース管８１０の溶融部８９１には、柱状晶（デンドライト）が含まれている一方、溶融部８９１以外の母材部８９３は、溶融部８９１の組織とは異なる組織を有している。母材部８９３の組織としては、例えば、繊維状組織、鍛造組織等が含まれている。なお、柱状晶、繊維状組織、鍛造組織であるか否かの判断は、切断面をシュウ酸溶液中で電解エッチングする（ＪＩＳＧ５０７１２０１２年発行）等の公知の金属組織観察により行うことができる。

発熱コイル８２０の先端のｎ巻（ｎは自然数）は、溶融部８９１内に挿入された状態とされている。本実施形態では、発熱コイル８２０の先端の２巻が溶融部８９１内に挿入された状態とされている。
図３に示すように、溶融部８９１内では、軸線Ｏの一方側及び他方側に、それぞれ先端側（図面下側）から順に１巻目９０１、２巻目９０２が現れている。
溶融部８９１の外では、軸線Ｏの一方側及び他方側に、それぞれ先端側（図面下側）から順に３巻目９０３、４巻目９０４が現れている。

溶融部８９１内には、軸線Ｏの一方側に配された発熱コイル８２０の断面のうち最後端に位置する第１発熱体断面９０２ａが現れている。また、溶融部８９１内には、軸線Ｏの一方側に配された発熱コイル８２０の断面のうち第１発熱体断面９０２ａの１つ先端側に位置する第４発熱体断面９０１ａが現れている。また、溶融部８９１の外では、軸線Ｏの一方側に配された発熱コイル８２０の断面のうち最先端に位置する第２発熱体断面９０３ａが現れている。さらに、溶融部８９１の外では、軸線Ｏの一方側に配された発熱コイル８２０の断面のうち第２発熱体断面９０３ａの１つ後ろ側に位置する第３発熱体断面９０４ａが現れている。

本実施形態では、第１発熱体断面９０２ａと第２発熱体断面９０３ａの距離Ａが、第２発熱体断面９０３ａと第３発熱体断面９０４ａの距離Ｂよりも大きくされている。
距離Ａの値は、特に限定されないが、好ましくは０．２ｍｍより大きく０．６ｍｍ以下である。
距離Ｂの値は、特に限定されないが、好ましくは０．１ｍｍ以上０．２ｍｍ以下である。

このように、距離Ａが、距離Ｂよりも大きくされていると以下の作用効果を奏する。
本発明の一形態によれば、距離Ａを広げ、この距離Ａの間に、溶融部８９１の後端面８９５が配される構成とされている。従って、例えば、シース管８１０の溶ける量がばらついて、溶融部８９１の後端面８９５の位置が前後したとしても、この後端面８９５の位置を第１発熱体断面９０２ａと第２発熱体断面９０３ａの間に確実に入れることができる。よって、溶融部８９１内に発熱コイル８２０の先端部の所定の量だけを確実に挿入することができ、常温時での個体間の抵抗値のばらつきを抑制することができる。従って、個体間の温度性能のばらつきが低減されるとともに、発熱コイル８２０がシース管８１０から外れることを抑制することができる。なお、以上の関係によって、個体間の温度性能のばらつきが低減する点については、後述する実施例によって詳細に説明する。

さらに、本実施形態では、距離Ａと距離Ｂが、以下の関係式を満たすことが好ましい。
１．３０≦Ａ／Ｂ≦４．００
Ａ／Ｂが１．３０以上であると、個体間の温度性能のばらつきを抑制することできる。Ａ／Ｂが４．００以下であると、グロープラグ１０の昇温性能を十分に確保できる。

さらに、本実施形態では、第４発熱体断面９０１ａと第１発熱体断面９０２ａとの距離Ｃが、距離Ｂ以下であることが望ましい。
第４発熱体断面９０１ａと第１発熱体断面９０２ａの距離Ｃの値は、特に限定されないが、好ましくは０ｍｍ以上、０．１０ｍｍ以下である。
距離Ｃを、距離Ｂ以下とすることで、発熱コイル８２０の先端からシース管８１０の表面までの肉厚（図３において符号Ｄで示す厚み）を確保することができる。よって、シース管８１０が摩耗した際のコイル８２０の露出を抑制することでき、耐久性を向上できる。

ここで、他の実施形態（変形例）のグロープラグ１０について、図７を参照しつつ説明する。なお、他の実施形態のグロープラグ１０において、既述実施形態のグロープラグ１０と略同じ構成部位には同符号を付けて、構造、作用及び効果の説明は省略する。
他の実施形態では、既述実施形態と同様に、第４発熱体断面９０１ａの径方向の最外側部９０１ａａが、第１発熱体断面９０２ａの径方向の最内側部９０２ａａよりも内側に位置している。
他の実施形態では、次の点が、既述の実施形態と相違している。
すなわち、第４発熱体断面９０１ａの最後端９０１ａｂが、第１発熱体断面９０２ａの最先端９０２ａｂよりも後端側に配置されている。つまり、第４発熱体断面９０１ａと第２発熱体断面９０２ａとが、軸線方向ＯＤにおいて重なるように配置されている。この配置とすることで、発熱コイル８２０の先端からシース管８１０の表面までの肉厚（図７において符号Ｄで示す厚み）を確保することができる。よって、シース管８１０が摩耗した際のコイル８２０の露出を抑制することでき、耐久性を向上できる。

２．グロープラグ１０の製造方法
図４は、グロープラグ１０の製造方法を示すフローチャートである。グロープラグ１０の製造では、まず、発熱コイル８２０と中軸２００と、が溶接される（ステップＳ１０）。具体的には発熱コイル８２０と後端コイル８３０とが溶接され、さらに、後端コイル８３０の後端部８３９と、中軸２００の先端部２１０と、が溶接される。次に、発熱コイル８２０の先端部８２２と、シース管８１０の先端部８１３と、が溶接される（ステップＳ２０）。ステップＳ２０を「溶接工程」とも呼ぶ。

図５は、ステップＳ２０における溶接工程を示す説明図である。この工程では、まず、開口８１５を有する先端部８１３Ｐを備え、この開口８１５に向かって次第に縮径する形状に成形されたシース管８１０Ｐを用意する。用意されたシース管８１０Ｐの先端部８１３Ｐの内側に、発熱コイル８２０の先端部８２２の２巻き目８２２Ｐを当接するようにして配置する（図５（ａ））。次に、先端部８１３Ｐの外側から、例えばアーク溶接によって先端部８１３Ｐを溶融して凝固させることにより開口８１５を閉塞させつつ、発熱コイル８２０の先端部８２２とシース管８１０の先端部８１３とを溶接する（図５（ｂ））。こうすることにより、発熱コイル８２０の先端部８２２がシース管８１０の先端部８１３に取り囲まれて埋め込まれる。また、溶接工程において、発熱コイル８２０の融点より低く、シース管８１０の融点より高い温度で発熱コイル８２０とシース管８１０とが溶接されるように、溶接機器の出力や、溶接時間などを調整する。
なお、シース管８１０の先端部８１３と発熱コイル８２０の先端部８２２との間に、シース管８１０を構成する金属と発熱コイル８２０を構成する金属との合金が形成された場合、その合金からなる合金部の厚さは１０（μｍ）以下である。合金部は、発熱コイル８２０の先端部８２２とシース管８１０の先端部８１３との境界付近を例えばＥＰＭＡ（ＥｌｅｃｔｒｏｎＰｒｏｂｅＭｉｃｒｏＡｎａｌｙｓｅｒ）などによって分析することにより検出して、厚さを算出することができる。なお、本実施形態のグロープラグ１０には、合金部は形成されていない。

ステップＳ２０における溶接工程が完了すると、次に、シース管８１０の内に絶縁体８７０が充填される（ステップＳ３０）。絶縁体８７０が、発熱コイル８２０と、後端コイル８３０と、中軸２００とを内包することによってシース管８１０内に形成された空隙に充填されて、シースヒータ８００の組み立てが完了する。

シースヒータ８００が組み立てられると、シースヒータ８００に対し、スウェージング加工が施される（ステップＳ４０）。スウェージング加工とは、シースヒータ８００に対して打撃力を加えてシースヒータ８００を縮径させ、シース管８１０内に充填した絶縁体８７０を緻密化させる加工である。スウェージングに伴ってシースヒータ８００に打撃力が加えられると、打撃力がシースヒータ８００内部に伝えられることにより、絶縁体８７０が緻密化される。

シースヒータ８００にスウェージング加工が施されると、シースヒータ８００と主体金具５００とが組み付けられて、グロープラグ１０が組み立てられ（ステップＳ５０）、グロープラグ１０が完成する。具体的には、中軸２００が一体化されたシースヒータ８００を主体金具５００の軸孔５１０に圧入して固定すると共に、主体金具５００の後端部分において、Ｏリング４６０や絶縁部材４１０を中軸２００に嵌め込み、係合部材１００を主体金具５００の後端に設けられた中軸２００の雄ネジ部２９０に締め付ける。また、ステップＳ５０では、グロープラグ１０に対してエージング処理が施される。具体的には、組み立てられたグロープラグ１０に通電することによって、シースヒータ８００を発熱させて、シースヒータ８００の外表面に酸化膜を形成させる。

実施例により本発明を更に具体的に説明する。
なお、実験例２〜６は、本発明の実施例に該当し、実験例１は、比較例に該当する。

１．グロープラグの作製
各実験例のグロープラグ１０では、発熱コイル８２０の先端形状をそれぞれ調整することによって、距離Ａ、距離Ｂ、距離Ｃを調整した。
その他の条件は以下の通りである。
・発熱コイル８２０には、タングステン材（線径φ０．２０ｍｍ）を使用した。
・後端コイル８３０には、ニッケル−クロム合金材（線径φ０．３８ｍｍ）を使用した。
・常温抵抗値は０．３３０Ωに調整した。
・シース管８１０の外径は、細径部をφ３．２５ｍｍとした。
・各距離は、温度測定後のグロープラグ１０を解体し、グロープラグの軸線Ｏに沿いつつ、溶融部８９１内の発熱コイル８２０の断面が軸線Ｏを中心線とした両側に同数現れるように切断した切断面を用いて測定した。
後端コイル８３０の先端部８３１と、発熱コイル８２０の後端部８２９とが溶接された部分が、左側（他方側）に現れようにして、右側（一方側）の切断面において各コイル間クリアランスを測定した。

２．性能試験
２．１温度のばらつき
各実験例について、それぞれ２０本のグロープラグ１０を用意した。各グロープラグ１０に定格電圧を印加して、１００秒後の温度を測定した。各実験例の２０本のグロープラグ１０の温度について３σの値を求め、次のように評価した。
３σの値が７０℃未満；○（良好）
３σの値が７０℃以上；×（不良）
ここで、定格電圧は次のようにして決定した。すなわち、各実験例の最初の１本の電圧感度を測定して、電圧と温度との関係を求め、温度が１１００℃となる電圧を定格電圧とした。
なお、温度は、シース管８１０の先端から２ｍｍの位置を、ＰＲ熱電対（白金−白金ロジウム熱電対）及び放射温度計にて測定した。

２．２耐久性
各グロープラグ１０に、２秒で１０００℃昇温する電圧を印加後、１１００℃で飽和となる電圧を１８０秒間継続して印加した。その後、１２０秒間風冷し、常温に戻した。これを１サイクルとするサイクル試験を実施した。各グロープラグ１０に対して７０００サイクル実施した。この耐久試験中に断線が発生するか否かを次のように評価した。
５００時間後（約６０００サイクル後）も断線なし；○（良好）
５００時間（約６０００サイクル）よりも前に断線；×（不良）
なお、温度は、シース管８１０の先端から２ｍｍの位置を、ＰＲ熱電対（白金−白金ロジウム熱電対）及び放射温度計にて測定した。
２．３急速昇温性
各グロープラグ１０に、１１Ｖを２秒印加した際の２秒後の温度を測定した。温度は、シース管８１０の先端から２ｍｍの位置を、ＰＲ熱電対（白金−白金ロジウム熱電対）及び放射温度計にて測定した。この急速昇温性は次のように評価した。
２秒時到達温度９００℃以上；○（良好）
２秒時到達温度９００℃未満；×（不良）

３．試験結果
試験結果を表１に示す。

実験例２〜６では、温度のばらつきの指標である３σの値が７０℃未満であり、個々のグロープラグ１０の温度のばらつきが少なかった。一方、実験例１では、温度のばらつきの指標である３σの値が７０℃以上であり、温度のばらつきが大きかった。従って、距離Ａが、距離Ｂよりも大きくされている場合には、個体間の温度性能のばらつきが低減できることが確認された。

さらに、Ａ／Ｂの値が１．３０以上４．００以下の要件も満たす実験例２、３では、個体間の温度性能のばらつきを抑制でき、しかも昇温性能を十分に確保できることが確認された。

また、１巻目と２巻目の距離Ｃが、距離Ｂ以下という要件も満たす実験例２〜５は、約６０００サイクル後であっても、発熱コイルの先端が、シース管の先端から露出することなかった。このように、距離Ｃが、距離Ｂ以下の場合には、耐久性が優れることが確認された。

＜他の実施形態（変形例）＞
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能である。

（１）上記実施形態では、グロープラグ１０は、図５（ａ）に示すように、開口８１５を有するシース管８１０Ｐを用いて製造されていたが、図６（ａ）に示すように製造に用いるシース管８１０Ｒに開口を設けなくてもよい。図６では、上記実施形態のグロープラグと略同じ構成部位には同符号を付けて、構造、作用及び効果の説明は省略する。
（２）上記実施形態では、発熱コイル８２０の先端の２巻が溶融部８９１内に挿入された状態について説明したが、これに限られることはない。例えば、発熱コイル８２０の先端の１〜５巻が溶融部８９１内に挿入された状態であっても良い。

１０…グロープラグ
１００…係合部材
２００…中軸
２１０…先端部
２９０…雄ネジ部
３００…リング
４１０…絶縁部材
４６０…Ｏリング
５００…主体金具
５１０…軸孔
５２０…工具係合部
５４０…雄ネジ部
６００…パッキン
６０１…インコネル
８００…シースヒータ
８１０…シース管
８１３…先端部
８１４…側面部
８１５…開口
８１９…後端部
８２０…発熱コイル
８２２…先端部
８２９…後端部
８３０…後端コイル
８３１…先端部
８３９…後端部
８４０…接続部
８７０…絶縁体
８９０…溶融部
８９１…溶融部
８９３…母材部
９０１…１巻目
９０２…２巻目
９０３…３巻目
９０４…４巻目

Claims

先端が溶融部にて閉塞された筒状体と、
前記筒状体の内側に配置されたコイル状でＷを主成分とする発熱体と、を備えるグロープラグであって、
前記発熱体の先端部は、前記溶融部内に挿入されて、前記筒状体と接合されており、
前記グロープラグを、前記グロープラグの軸線に沿うように切断した切断面において、
前記溶融部内に少なくとも一部が配置されつつ、前記軸線の一方側に配された前記発熱体の断面のうち最後端に位置する断面を第１発熱体断面とし、
前記溶融部外に配置され、前記軸線の一方側に配された前記発熱体の断面のうち最先端に位置する断面を第２発熱体断面とし、
前記溶融部外に配置され、前記軸線の一方側に配された前記発熱体の断面のうち前記第２発熱体断面の１つ後ろ側に位置する断面を第３発熱体断面とした場合に、
前記第１発熱体断面の最後端と前記第２発熱体断面の最先端との前記軸線の方向における距離Ａは、前記第２発熱体断面の最後端と前記第３発熱体断面の最先端との前記軸線の方向における距離Ｂより大きく、
前記距離Ａと前記距離Ｂが、
１．３０≦Ａ／Ｂ≦４．００の関係式を満たすグロープラグ。
前記切断面において、
前記溶融部内に配置されつつ、前記軸線の一方側に配された前記発熱体の断面のうち前記第１発熱体断面の１つ先端側に位置する断面を第４発熱体断面とし、
前記第４発熱体断面の最後端と前記第１発熱体断面の最先端との前記軸線の方向における距離Ｃ（Ｃ＝０を含む）は、前記距離Ｂ以下である請求項１に記載のグロープラグ。
前記切断面において、
前記溶融部内に配置されつつ、前記軸線の一方側に配された前記発熱体の断面のうち前記第１発熱体断面の１つ先端側に位置する断面を第４発熱体断面とし、
前記第４発熱体断面の径方向の最外側部が、前記第１発熱体断面の径方向の最内側部よりも内側に位置しており、
前記第４発熱体断面の最後端が前記第１発熱体断面の最先端よりも後端側に配置されている請求項１又は請求項２に記載のグロープラグ。